PENGGUNAAN LOAD CELL 250 KG SEBAGAI SENSOR BERAT UNTUK TIMBANGAN BERAT BADAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 LAPORAN TUGAS AKHIR

(1)

PENGGUNAAN LOAD CELL 250 KG SEBAGAI SENSOR BERAT UNTUK TIMBANGAN BERAT BADAN BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 328

LAPORAN TUGAS AKHIR

WENY ROLITA PADANG 162408026

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

(2)

USE OF LOAD CELL 250 KG AS A HEENSOR FOR WEIGHT BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA 328

LAPORAN TUGAS AKHIR

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS AKHIR DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

WENY ROLITA PADANG 162408026

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

(3)

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

PENGGUNAAN LOAD CELL 250 KG SEBAGAI SENSOR BERAT UNTUK TIMBANGAN BERAT BADAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA

328

LAPORAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2019

Weny Rolita Padang

(5)

PENGGUNAAN LOAD CELL 250 KG SEBAGAI SENSOR BERAT UNTUK TIMBANGAN BERAT BADAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA

328

ABSTRAK

Timbangan merupakan salah satu alat ukur berat yang sering digunakan oleh masyarakat.Sejak adanya penemuan teknologi baru di bidang elektronik,para ilmuan mengembangkan timbangan mekanik menjadi timbangan elektronik atau digital.Timbangan digital merupakan timbangan yang hasil pembacaannya menggunakan sistem angka.Dari hasil pembacaan pengukuran juga dapat pula memproses data harga dari benda yang ditimbang untuk menghasilkan perkalian antara berat dengan harga persatuan berat yang dimasukkan dari keypad,timbangan digital lebih mudah dalam hal pembacaan dibandingkan timbangan mekanik.Berdasarkan permasalahan di atas muncul suatu ide untuk merancang dan membuat timbangan digital dimana sensor yang diggunakan menggunakan sensor Load Cell,dalam laporan proyek ini dibuat ‗‘Timbangan Digital Berbasis Mikrokontroller ATMega 328‘‘.Hal ini dikarenakan Mikrokontroller seri yang merupakan produk ATMEL dapat diaplikasikan sesuai dengan kebutuhan dan pengaplikasiannya sesuai dengan kebutuhan untuk mengolah sinyal sensor sehingga menjadi tampilan hasil pengukuran dalam bentuk data di LCD.

Kata kunci :Pengenalan Timbangan, Modul pengenalan timbangan V3.1

(6)

USE OF LOAD CELL 250 KG AS A HEENSOR FOR WEIGHT BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA 328

ABSTRACT

Scales are one of the weight measuring instruments that are often used by society. Since the inventors developed mechanical scales into electronic or dizital scales. reading measurements can also process data on the price of objects weighed to produce multiplication between the weight and price of the unity of weight inserted from the digital weighing keypad in terms of readings compared to the scales based on the above problems. which is used using Load Cell sensors in this project report made Digital Beabasis Microcontroller ATMega 323 Scales This is due to the Nakzokentroller series that offers ATMEL products that can be applied as densely as possible. the requirements and applications are in accordance with the need to collect the sensor signal so that the display of the measurement results in the form of data in is a LCD of new technology in the electronic field.The development of science and technology has had a positive impact on human life which at this time has reached the era of voice commands. the requirements and applications are in accordance with the need to collect the sensor signal so that the display of the measurement results in the form of data in is a LCD of new technology in the electronic field.

Keywords :, Introduction of scales, Weighing module introduction V3.1

(7)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul Penggunaan Load Cell 250 Kg Sebagai Sensor Berat Untuk Timbangan Berat Badan Berbasis Mikrokontroler Atmega 328

Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material, informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua orangtua,abang - abang dan adik - adik penulis yaitu Bapak J. Padang, Ibu S. Manik, Richie Putra Mardeni Padang, Rido Padamu Zeki Padang dan Aldi Boy Men Padang, dan juga Agusli Padang yang senantiasa memberikan dukungan baik semangat, materi dan doa.

2. Bapak Dr. Kerista Sebayang,M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

3. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 4. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekertaris program studi D-3 Fisika

Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 5. Bapak Drs. Kurnia Brahmana,MSi selaku pembimbing yang telah

meluangkan waktunya selama penyusunan laporan proyek ini.

6. Kepada semua teman – teman Ktb saya, Gita Krisdayanes, Putri Siadari.

Stevani Bania Vanesa Hulu. Esi Genita Banuarea. Dan Riyama Panjaitan.

Yang selalu mendukung,Memberi semangat dan mendoakan saya

7. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Medan, juli 2019

Weny Rolita Padang

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i

ABSTRAK ii

ABSTRACT iii

PENGHARGAAN iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR TABEL ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Tujuan Praktek Kerja 2

1.5 Manfaat 2

1.6 Sistematika Penulisan 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Timbangan Digital 5

2.2 Jenis – Jenis Timbangan 6

2.2.1 Timbangan Analog 6

2.2.2 Timbangan Digital 7

2.3 Mikrokontroller Atmega328 7

2.3.1 Konfigurasi Pin Atmega328 9

2.3.2 Fitur ATmega328 11

2.3.3 Spesifikasi ATmega328 11

2.4 Load Cell 12

2.5 LCD 13

2.5.1 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) 13

2.5.2 Pin-pin pada LCD 17

2.5.3 Prinsip Menggunakan LCD 18

(9)

2.6 Modul HX711 20

2.7 Bahasa C 20

BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

3.1 Perancangan Dalam Rangkaian 22

3.2 Blok Diagram 22

3.2.1 Fungsi dari tiap blok 23

3.3 Flowchart Program 23

3.4 Rangkaian Mikrokontroler Atmega328 24

3.5 Rangkaian LCD 25

3.6 Rangkaian Sensor Load Cell 26

3.7 Rangkaian Modul HX711 27

3.8 Perancangan PCB 28

3.8.1 Pemeriksaan dan Perbaikan PCB 28

3.1 Penyolderan Komponen 28

BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengukuran dan Hasil Pengukuran 30

4.2

Pengujian Pengukuran 31

4.2.1 . Pengujian Sensor Load Cell 31

4.3 Pengujian Sistem Perangkat Lunak Pengukuran Berat Badan 32

4.4 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem 34

4.5 Pengujian Alat Keseluruhan 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 39

5.2 Saran 39

DAFTAR PUSTAKA 41

LAMPIRAN 42

1. Gambar Alat 2. Program Lengkap

(10)

3. Data Sheet Sensor Load Cell 4. Data Sheet Modul HX711

5. Data Sheet Mikrokontroller ATMega328 6. Data Sheet LCD 16x2

(11)

DAFTAR GAMBAR

No. Keterangan Halaman

Gambar

2.1 Konfigurasi Pin ATMEGA328 9

2.2 Load cell 12

2.3 LCD 13

2.4 Konfigurasi Pin LCD 15

2.5 Tactile Switch Push Botton 19

2.6 Modul HX711 20

3.1 Blok Diagram Rangkaian Timbangan Digital 22

3.2 Flowchart Program 23

3.3 Rangkaian Mikrokontroller Atmega 328 25

3.4 Rangkaian LCD 25

3.5 Wiring Diagram Load Cell Gambar 26

3.6 Strain Gauge pada Jembatan Wheatstone 26

3.7 Jenis dan Type Ukuran Load Cell 27

3.8 Rangkaian Modul HX711 27

4.1 Grafik Perbandingan Berat Badan Sensor Load Cell dan

Timbangan Konvensional 32

4.2 Tampak Keseluruhan Sistem 35

(12)

DAFTAR TABEL

No. Keterangan Halaman

Tabel

2.1 Operasi Dasar LCD 15

2.2 Konfigurasi LCD 16

2.3 Konfigurasi Pin LCD 16

2.4 Fungsi Pin LCD 17

4.1 Perbandingan Berat Badan Sensor Load Cell

Dan Timbangan Konvensional 31

(13)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi semua aplikasi yang berhubungan dengan kegiatan manusia telah didesain sesuai dengan fungsi dan manfaat yang diinginkan dengan semakin efisiennya waktu yang digunakan dan maksimal manfaat yang didapatkan,ini terbukti banyak sekali peralatan-peralatan dalam kehidupan sehari- hari menggunakan sistem elektronik. Hal ini dapat dilihat pada penggunaan elektronik itu sendiri pada kantor-kantor, pabrik, rumah sakit maupun perorangan.Sejalan dengan perkembangan elektronik banyak sekali instrumen- instrumen menggunakan sistem elektronik,karena dengan sistem ini menghasilkan instrumen yang jauh lebih baik dibandingkan menggunakan instrument analog,begitu juga halnya dengan sistem timbangan. Sistem timbangan elektronik menggantikan sisitem timbangan analog. Alat penakar yang sekarang ini digunakan adalah timbangan, baik yang manual atau konvensional sampai dengan yang digital. Pada penimbangan selalu dilakukan penambahan atau pengurangan sampai diperoleh berat yang sesuai. Waktu yang dibutuhkan cukup lama sehingga mengurangi waktu produksi karena masih dilakukan secara manual.Alat penakar berat otomatis masih sangat jarang ditemui bahkan mungkin belum banyak dijual dipasaran. Untuk saat ini timbangan analog masih banyak digunakan dimasyarakat umum, ini dikarenakan timbangan digital harganya masih sangat mahal, padahal menggunakan timbangan analog banyak sekali kekurangannya. Pembacaan skala tergantung ketelitian mata.

Tidak memiliki resolusi skala yang lebih besar. Berat yang di ukur tidak sesuai dengan anak timbangan. Sistem instrument timbangan digital menggunakan mikrokontroler memungkinkan untuk memproses data yang lebih baik, tampilan lain yang mendukung sistem keseluruhan sehingga penggunaan dapat memudahkan dalam pengoperasian instrumen itu sendiri. Bertolak dari hal di atas maka tugas akhir ini dibuat suatu instrument timbangan digital berbasis mikrokontroler Atmega 328.

Timbangan merupakan alat yang berfungsi untuk mengetahui berat suatu benda.

Timbangan berat badan yang digunakan oleh manusia ada berbagai jenis antara lain, alat ukur berat badan dengan tampilan analog, alat ukur berat badan digital.

(14)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut kedalam bentuk skripsi sebagai tugas akhir sebagai judul ―PENGGUNAAN LOAD CELL 250 KG SEBAGAI SENSOR BERAT UNTUK TIMBANAGN BERAT BADAN BERBASISI MIKROKONTROLER ATMEGA 328”.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini di berikan batasan batasan masalah sebagai berikut:

1. Perancangan dan pembuatan alat ini berbasis mikrokontroller Atmega328.

2. Sensor yang digunakan adalah sensor Timbangan berat badan/load cell yang berfungsi untuk mengetahui berat suatu benda. Sensor ini mengubah gaya tekan yang dihasilkan oleh benda lalu mengubah gaya tekan tersebut menjadi sinyal kemudian diteruskan kepada layar tampilan atau indicator sehingga angka dapat dibaca.

3. Alat ini diterapkan pada ruangan terbuka maupun tertutup .

1.4 Tujuan Praktek Kerja

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Memanfaatkan sensor load cell yang berfungsi untuk mengetahui berat suatu benda.

2. Membuat alat timbangan berat badan berbasis Mikrokontroller Atmega328.

3. Mengetahui dan memahami mikrokontroller Atmega328 secara umum, sensor yang digunakan, serta komponen yang terdapat pada pembuatan alat.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Memudahkan kita untuk melihat berat badan kita dengan menggunakan timbangan digital,tanpa harus susah membungkuk untuk melihat arah

(15)

jarumnya dan hasilnya lebih akurat dibanding timbangan manual atau menggunakan arah jarum.

2. Mengetahui dan memahami mikrokontroler Atmega328 guna perwujudan peralatan yang dapat membantu dan memudahkan manusia 3. Menambah pengetahuan penulis dalam bidang elektronika

1.6 Sistematika Penulisan

Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir :

1. BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas akhir dan sistematika penulisan.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.

3. BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan Alat Penggunaan Load Cell 250 Kg sebagai sensor berat untuk timbanagn berat badan berbasisi Mikrokontroler Atmega 328.

4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.

(16)

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang mendatang.

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembutan laporan tugas akhir..

(17)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Timbangan Digital

Timbangan adalah suatu alat yang digunakan untuk menentukan ukuran berat dari suatu barang. Timbangan itu sendiri berbagai macam ragamnya antara lain:

Timbangan duduk, timbangan gantung, timbangan emas dan lain sebagainya.Timbangan mempunyai kemampuan menimbang dan ketelitian yang berbeda-beda. Semakin teliti dan semakin besar kemampuan menimbangnya maka akan semakin mahalharganya.Dalam segi perangkat keras dan dua macam timbangan yaitu timbangan analog dan timbangan elektronik, untuk timbangan analog biasanya dilihat dari proses kesetimbangan, sehingga ada istilah anak timbangan yaitu benda penyeimbang dengan benda yang akan kita timbang lain halnya dengan timbangan elektronik, timbangan ini menggunakan transfer berat yang dapat merubah perubahan beban dengan perubahan sinyal listrik dalam hal ini berupa tegangan.

Sinyal tegangan ini kemudian dirubah menjadi sinyal digital menggunakan ATmega 8535, yang selanjutnya diproses sehingga dapat membaca berat dari timbangan berupa tampilan digital.Timbangan elektronik ini tentunya mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan timbangan analog diantaranya : mempunyai ketelitian yang spesifik, pembacaan data yang lebih baik dan dapat pula memproses data lain dari benda yang ditimbang. Dalam segi perangkat keras dan dua macam timbangan yaitu timbangan analog dan timbangan elektronik, untuk timbangan analog biasanya dilihat dari proses kesetimbangan, sehingga ada istilah anak timbangan yaitu benda penyeimbang dengan benda yang akan kita timbang lain halnya dengan timbangan elektronik. Sistem instrument timbangan digital menggunakan mikrokontroler memungkinkan untuk memproses data yang lebih baik, tampilan lain yang mendukung sistem keseluruhan sehingga penggunaan dapat memudahkan dalam pengoperasian instrumen itu sendiri. Bertolak dari hal di atas maka tugas akhir ini dibuat suatu instrument timbangan digital berbasis mikrokontroler AVR Atmega 328. Pada penimbangan selalu dilakukan penambahan atau pengurangan sampai diperoleh berat yang sesuai. Waktu yang dibutuhkan cukup lama sehingga mengurangi waktu produksi karena masih dilakukan secara

(18)

manual.Alat penakar berat otomatis masih sangat jarang ditemui bahkan mungkin belum banyak dijual dipasaran.

Timbangan Digital merupakan alat yang digunakan sebagai pengukuran untuk mengukur suatu berat atau beban maupun massa pada suatu zat. Alat ini membutuhkan sumber daya dan tidak benar-benar akurat, namun biasanya cukup akurat ketika digunakan dalam jangka waktu yang panjang. Skala digital digunakan dengan berbagai tujuan mulai dari pengukuran bahan di dapur dan untuk pengukuran tepat dari bahan di laboratorium. Skala digital sangat bervariasi namun berdasarkan tujuan yang digunakannya.Timbangan yang sering digunakan untuk mengukur suatu berat umumnya tidak perlu tepat sebagai perbedaan antar gram dengan beberapa lainnya, bahkan dalam beberapa pound tidak sangat signifikan. Timbangan juga dibutuhkan pada sebuah toko yang memiliki nilai harga item, seperti memproduksi hal ini karena orang membayar uang berdasarkan sesuai banyak skala berat suatu benda. Timbangan digunakan untuk pengaturan laboratorium khususnya digunakan pada kegiatan laboratorium kimia, fisika dan penelitian medis harus sangat akurat.

Timbangan output suara berbasis arduino dapat digunakan sebagai proses data dengan sensor berat yaitu load cell sebagai sensor berat suatu benda. Penggunaan sensor berat diletakkan di tengah agar alat dapat menimbang secara baik. Pada saat alat mendeteksi adanya beban, maka secara otomatis sensor akan membaca dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler yang kemudian berat buah tersebut ditampilkan dalam bentuk LCD.

2.2 Jenis – Jenis Timbangan Secara umum timbangan dibedakan menjadi dua jenis, yaitu timbangan analog dan timbangan digital.

2.2.1. Timbangan Analog

Timbangan analog merupakan jenis timbangan yang banyak digunakan di pasar-pasar tradisional. Pada umumnya timbangan jenis ini digunakan untuk mengukur beban seperti sayuran, buah-buahan dan daging.

Timbangan jenis ini dipilih karena skala pengukurannya tidak terlalu besar serta penggunaannya yang sederhana sehingga cocok digunakan dalam lingkup perdagangan di pasar tradisional. 11 Prinsip kerja dari timbangan

(19)

jenis ini adalah menggunakan prinsip kerja tuas atau pengungkit. Tuas merepresentasikan penekanan benda yang berada pada pada titik tumpu menjadi lebih ringan berkali-kali lipat dari berta seharusnya. Tuas yang digunakan dalam timbangan jenis ini memiliki dua buah ujung, yang mana salah satu ujung tuas menjadi titik tumpu beban yang akan diukur.

Sedangkan tuas yang satunya terhubung pada pegas yang melalui sebuah lempeng besi yang bergerigi di bawah pegas yang terhubung ke skala penunjuk beban. Pada pegas yang digunakan untuk titik tumpu beban, ini digunakan agar beban yang akan diukur berada tepat ditengah kedua pegas.

Sehingga beban yang diukur akan terpusat dan juga akan memberikan kondisi seimbang nol saat tidak ada beban yang diberikan pada timbangan.

2.2.2. Timbangan Digital

Timbangan digital merupakan jenis timbangan generasi terbaru atau penyempurnaan dari jenis yang sebelumnya yaitu jenis analog. Berbeda dengan timbangan analog yang menggunakan prinsip kerja tuas dan pegas untuk pengukuran beban timbangan digital ini menggunakan mikrokontroller sebagai otak pemrosesannya. Timbangan ini juga menggunakan energi listrik dalam pengoperasiannya sehingga dapat 13 dikatakan bahwa timbangan digital ini adalah timbangan listrik. Dalam pengaplikasiannya timbangan digital tidak hanya dapat digunakan di pasar-pasar tradisional yang pada umumnya hanya mengukur beban yang tidak terlalu berat. Karena timbangan ini dapat disesuaikan penggunaannya berdasarkan kapasitas berat dari timbangan itu sendiri. Kelebihan timbangan jenis ini adalah hasil pengukurannya lebih presisi dan pembacaannya lebih mudah dibandingkan dengan timbangan analog. Timbangan digital lebih banyak digunakan karena hasil pengukurannya lebih presisi dan pada umumnya display nya lebih menarik dibandingkan dengan timbangan analog.

2.3 Mikrokontroller Atmega328

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (―special purpose computers‖) di dalam satu IC yang berisi CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan

(20)

parallel, Port input/output, ADC. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suau program. Pada saat ini penggunaan mikrokontroller dapat kita temui pada berbagai peralatan, misalnya peralatan yang terdapat di rumah, seperti telpon digital, microwave oven, televisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, PDA, dan lainlain. Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai plikasi misalnya untuk pengendalian, otomasi industri, akuisisi data, telekomunikasi dan lain- lain.Saat ini keluarga mikrokontroler yang ada di pasaran yaitu Intel 8048 dan 8051(MCS51), Motorola 68HC11, Microchip PIC, Hitachi H8, dan Atmel AVR.

ATmega328 adalah micro controller keluaran Atmel yang merupakan anggota dari keluarga AVR 8-bit. Mikro kontroller ini memiliki kapasitas flash (program memory) sebesar 32 Kb (32.768 bytes), memori (static RAM) 2 Kb (2.048 bytes), dan EEPROM (non-volatile memory) sebesar 1024 bytes. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah 20 MHz. Rancangan khusus dari keluarga prosesor ini memungkinkan tercapainya kecepatan eksekusi hingga 1 cycle per instruksi untuk sebagian besar instruksinya, sehingga dapat dicapai kecepatan mendekati 20 juta instruksi per detik. ATmega328 adalah prosesor yang kaya fitur. Dalam chip yang dipaketkan dalam bentuk DIP-28ni terdapat 20 pin Input/Output (21 pin bila pin reset tidak digunakan, 23 pin bila tidak menggunakan oskilator eksternal), dengan 6 diantaranya dapat berfungsi sebagai pin ADC (analog-to-digital converter), dan 6 lainnya memiliki fungsi PWM (pulse width modulation).

ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328, yang membedakan antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas. Namun untuk segi memori dan periperial lainnya ATMega328 tidak kalah dengan yang lainnya karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan mikrokontroler diatas.

(21)

2.3.1 Konfigurasi Pin Atmega328

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMEGA328

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.

1. Port B

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.

Selain itu PORT B juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.

a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.

d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.

f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.

(22)

2. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.

a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.

ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital

b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.

I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.

3. Port D

Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.

c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.

d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.

e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.

(23)

2.3.2 Fitur ATmega328

ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

a. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

b. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

c. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

d. 32 x 8-bit register serba guna.

e. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

f. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

g. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

2.3.4 Spesifikasi ATmega328 Mikrokontroler ATmega328P Tegangan Pengoperasian 5V

Tegangan

Input(Rekomendasi) 7-12V Batas Tegangan Input 6-20V

Pin I/O Digital 14 (6 diantaranya dapat di gunakan sebagai output PWM)

Pin Digital PWM 6

Pin Input Analog 6

Arus DC Tiap Pin I/O 20 mA Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

(24)

Flash Memory 32KB(ATmega328P)

Sekitar 0.5 KB digunakan untuk bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328P)

EEPROM 1 KB (ATmega328P)

Clock Speed 16 MHz

LED_BUILTIN 13

Panjang 68.6 mm

Lebar 53.4 mm

Berat 25 g

2.8 Load Cell

Gambar 2.2 Load Cell

Load cell merupakan komponen utama pada sistem timbangan digital.

Bahkan tingkat ke-akurasian suatu timbangan digital tergantung dari jenis dan tipe Load Cell yang dipakai.Setiap timbangan harus lulus legalisasi oleh badan Direktorat Metrologi, yaitu suatu badan yang berwenang untuk melegalisasikan atau men- sahkan timbangan melalui sistem TERA. Setiap timbangan diharuskan melakukan TERA maksimal satu tahun sekali, karena semua timbangan dalam proses pemakaiannya pada jangka waktu tertentu akan mengalami deformasi mekanis pada frame timbangan, ini akan berpengaruh terhadap tingkat keakurasian dari loadcell pada timbangan. Direktorat Metrologi, yaitu suatu badan yang berwenang untuk melegalisasikan atau men-sahkan timbangan dipakai.Setiap timbangan harus lulus legalisasi oleh badan Direktorat Metrologi, yaitu suatu badan yang berwenang untuk melegalisasikan atau men-sahkan.

(25)

2.5 LCD

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris yang mempunyai 192 karakter tersimpan.

b. Terdapat karakter generator terprogram.

c. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

d. Dilengkapi dengan back light

Gambar 2.3 LCD

Prinsip Kerja LCD adalah :

1. Menggunakan antarmuka 4-bit bisa dibaca maupun diperlajari melalui datasheet PDF-nya;

2. Cara kerja tombol menggunakan 5 (lima) tingkat pembagi tegangan, yang intinya adalah penggunaan resistor. Jika tidak ada satupun tombol yang ditekan maka A0 tersambung ke Vcc melalui R2 .

3. Jika tombol SELECT ditekan maka terjadi penjumlahan resistor secara seri (R2+R3+R4+R5+R6) kemudian menuju GND. Demikian juga dengan masing- masing tombol yang ditekan akan menghasilkan nilai tegangan yang berbeda- beda.

2.5.1 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :

 DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

(26)

 CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

 CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Berikut Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:

 Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

 Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :

 Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

 Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

 Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data sedangkan high baca data.

 Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

 Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

(27)

LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Kenutungan dari LCD ini adalah:

5. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.

6. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit data dan 3 bit control.

7. Ukuran modul yang proporsional.

8. Data yang digunakan relative sangat kecil.

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin LCD

Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangki sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan hruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Dsiplay Clear, Cursor Home, Dsiplay ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.1 menunjukkan operasi dasar LCD.

Tabel 2.1 Operasi Dasar LCD

RS R/W Operasi

0 0 Input instruksi ke LCD

0 1 Membaca status flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke DB6)

1 0 Menulis data

1 1 Membaca data

(28)

Tabel 2.2 Konfigurasu LCD

Pin Bilangan biner Keterangan

RS 0 Inisialisasi

1 Data

RW 0 Tulis LCD/W (write)

1 Baca LCD/R (read)

E 0 Pintu data terbuka

1 Pintu data tertutup

Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD

No Pin Keterangan Konfigurasi Hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5VDC

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

5 RW Ground

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

12 D5 Bit 5

13 D6 Bit 6

14 D7 Bit 7

15 A Anoda (+5VDC)

16 K Katoda (Ground)

LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektroniks lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD

(29)

umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.

Metode Screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolom dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua.

Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Think Film Transistor Active (TFT-AMLCD).Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan dari yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.

2.5.2 Pin-pin pada LCD

LCD memiliki pin-pin sebanya 1 sampai 16 pin. Pin-pin tersebut memiliki kegunaan masing-masing. Pengantar muka dapat menggunakan sistem 4 bit atau 8 bit. Jika menggunakan sistem 4 bit, maka kita akan menghemat 4 port mikrokontroler. Adapun kegunaan masing-masing pin LCD dapat dilihat pada tabel 2.5 berikut ini.

Tabel 2.4 Fungsi Pin LCD

Pin ke - Nama Fungsi

1 GND Ground Untuk LCD

2 VCC +5 Volt untuk LCD

3 Vreff Tegangan Pengatur brightness

4 RS Bit pemilih instruksi / data

5 R/W Bit pemilih Read / Write

6 E Bit enable

7 D0 Data Bit 0

8 D1 Data Bit 1

9 D2 Data Bit 2

10 D3 Data Bit 3

11 D4 Data Bit 4

(30)

12 D5 Data Bit 5

13 D6 Data Bit 6

14 D7 Data Bit 7

15 Back Light (+) Optional 16 Back Light (-) Optional

2.5.3 Prinsip Menggunakan LCD

Modul LCD memiliki 3 jalur kontrol yang bernama RS, R/W, dan E. RS digunakan untuk memberitahukan kepada LCD apakah data yang diberikan adalah kata-instruksi (instrction word) atau kata-data (data-word). Jika akan mengirim instruksi maka RS harus dibuat 0, sedangkan untuk mengirim data maka RS harus berlogika 1.

Sementara jalur R/W digunakan untuk memilih operasi Read atau Write. Read artinya membaca data dari LCD sedangkan Write artinya menuliskan data ke LCD.

Dalamn kasus ini kita hanya akan menuliskan data ke LCD, sehingga jalur ini dapat dibuat rendah (logika 0) terus. Terakhir adalah jalur E (Enable), dimana jika dia berlogika tinggi (1) maka proses penulisan ke LCD akan diaktifkan. Kata instruksi yang dikirimkan ke LCD akan memberitahukan apa yang harus dilakukan oleh kontroler LCD.

(31)

Push button (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan 14 saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal. Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off.

Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off.

Gambar 2.5 Tactile Switch Push Button

(32)

2.6 Modul HX711

Gambar 2.6 Modul HX711

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Digunakan pada bidang aerospace, mekanik, elektrik, kimia, konstruksi, farmasi dan lainnya, digunakan untuk mengukur gaya, gaya tekanan, perpindahan, gaya tarikan, torsi, dan percepatan. Fitur – Differential input voltage: ±40mV

– Data accuracy: 24 bit (24 bit A / D converter chip.) – Refresh frequency: 80 Hz

– Operating Voltage : 5V DC – Size:38mm x 21mm x 10mm

2.7 Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemograman yang berada antara bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin ) dan bahasa tingkat tinggi ( bahasa yang berorientasi pada manusia).

Kelebihan Bahasa C:

- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.

- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis komputer.

- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci (hanya terdapat 32 kata kunci).

- Proses executable program bahasa C lebih cepat - Dukungan pustaka yang banyak.

- C adalah bahasa yang terstruktur

(33)

- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah Kekurangan Bahasa C:

- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai.

- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.

Struktur Bahasa C - Praprosessor - Prototipe Fungsi - Variabel

Fungsi :

/* Bentuk Program C */ ß—- bentuk komentar

#include <stdio.h> ß— praprosessor

float jumlah(float x, float y); ß— prototipe fungsi main() ß—- fungsi

{

int a = 6;

int b = 3; ß— variabel float c;

}

float jumlah(float x,float

(34)

Mikrokontroler Atmega 328 BAB III

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

3.1 Perangkat dalam rangkaian

1. Mikrokontroler AVR ATMega328 ( 1 Buah) 2. Sensor Load Cell ( 1 Buah)

3. LCD 16x2 (1 Buah) 4. Modul HX711 (1 Buah) 5. Sample Berat

3.2 Blok Diagram

Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Timbangan Digital Sample

Berat

Sensor Load

Display Power

Supply Module Hx711

(35)

END 3.2.1 Fungsi dari tiap blok:

1. Sample Berat : Sebagai bahan yang digunakan

2. Sensor Load Cell : Mengubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik

3. Module HX711 : Sebagai konversi perubahan yang terukur menjadi Tegangan 4. ATMega 5388 : Sebagai konversi data dari sensor Load Cell

5. Power Supply : Sebagai sumber energi atau tegangan rangkaian

3.3 Flowchart Program

Gambar 3.2 Flowchart Program START

INSIALISASI PORT

KALIBRASI DATA

PEMBACAA N SENSOR

TAMPILKA N BERAT

(36)

3.4 Rangkaian Mikrokontroler Atmega328

Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Mikrokontroler ATmega328P Tegangan Pengoperasian 5V

Tegangan

Input(Rekomendasi) 7-12V Batas Tegangan Input 6-20V

Pin I/O Digital 14 (6 diantaranya dapat di gunakan sebagai output PWM)

Pin Digital PWM 6

Pin Input Analog 6

Arus DC Tiap Pin I/O 20 Ma Arus DC untuk pin 3.3V 50 Ma

Flash Memory 32 KB (ATmega328P)

Sekitar 0.5 KB digunakan untuk bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328P)

EEPROM 1 KB (ATmega328P)

Clock Speed 16 MHz

LED_BUILTIN 13

Panjang 68.6 mm

Lebar 53.4 mm

Berat 25 g

(37)

Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller Atmega 328

3.5 Rangkaian LCD

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroller dapat memberi data langsung ke LCD.

Gambar 3.3 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroller.

Gambar 3.4 Rangkaian LCD

(38)

3.6 Rangkaian Sensor Load Cell

Secara prinsip load cell itu sensor timbangan yang bekerja secara mekanis, dimana load cell menggunakan prinsip tekanan yang memanfaatkan strain gauge sebagai pengindera ( sensor ). Strain Gauge adalah sebuah transducer pasif yang merubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Perubahan ini kemudian diukur dengan jembatan wheatstone dimana tegangan keluaran dijadikan referensi beban yang diterima load cell.

Gambar 3.5 Wiring Diagram Load Cell

Dimana load cell biasanya meminta excitation voltage sebesar 10 VDC dan sehingga keluarannya berupa Mv.

Gambar 3.6 Strain Gauge pada Jembatan Wheatstone

Bentuk sdan kapasitas load cell banyak macamnya, tergantung kebutuhan pemakaian. Seperti gambar dibawah ini.

(39)

Gambar 3.7 Jenis dan Type Ukuran Load Cell

Dipabrik semen load cell banyak digunakan untuk menimbang berat bin, packing, belt weigher ataupun di weigh feeder. Dalam hal ini biasanya keluaran load cell langsung diolah oleh controller karna perlu perhitungan langsung untuk menghasilkan perhitungan masing – masing. Misal untuk mendapatkan flow rate suatu belt conveyor maka controller membutuhkan data berat dari load cell dan juga kecepatan belt conveyor yang bisa diambil dari inverter motor belt convoyer.

3.7 Rangkaian Modul HX711

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya kedalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.

Gambar 3.8 Rangkaian Modul HX711

(40)

3.8 Perancangan PCB

Perancangan PCB (Printed Circuit Board) dilakukan bersama dengan perancangan tata letak komponen. Proses ini sangat erat kaitannya dengan pola PCB. Dalam merancang tata letak komponen dan pembuatan jalur, perlu diperhatikan hal hal berikut ini:

a. Letakkan komponen yang rapi dan simetris.

b. Menghindari sudut atau belokan yang tajam agar jalur tidak mudah mengelupas.

Dalam merancang PCB pada tugas akhir ini digunakan Eagle 7.1.0.

software ini digunakan untuk memberikan kemudahan dalam merancang rangkaian dan layout PCB. Langkah pertama untuk membuat PCB adalah menggambar rangkaian. Untuk menggambar rangkaian dibutuhkan ketelitian dalam menghubungkan kaki kaki dari komponen.

3.8.1 Pemeriksaan dan Perbaikan PCB

Tahapan tahapan dalam pemeriksaan dan perbaikan jalur PCB adalah sebagai berikut:

a. Menghubungkan jalur PCB yang putus dengan menggunakan kabel atau melapisinya dengan timah.

b. Memotong dan memisahkan jalur PCB yang mengalami hubungan singkat dengan jalur lain dengan menggunakan cutter.

3.9 Penyolderan Komponen

Menyolder adalah proses membuat sambungan logam secara listrik dan mekanis menggunakan logam tertentu (timah) dengan menggabungkannya dengan alat khusus (solder). Alat ini berfungsi untuk memanaskan sambungan pada suhu tertentu. Solder memiliki sebuah elemen pemanas yang menghasilkan panas. Hal hal yang perlu diperhatikan dalam penyolderan komponen adalah sebagai berikut:

a. Waktu dan suhu penyolderan jangan sampai merusak komponen yang akan disolder.

(41)

b. Kematangan timah pada titik sambung diusahakan sebaik mungkin sehingga tidak mempengaruhi kerja rangkaian.

(42)

BAB IV

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Untuk mengetahui kinerja dari timbangan berat badan digital apakah sesuai dengan harapan, maka perlu dilakukan pengujian terhadap alat tersebut. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian rangkaian yang menjalankan sistem tersebut, antara lain yaitu pengujian rangkaian mikrokontroler ATMega328, pengujian rangkaian sensor load cell, rangkaian Modul HX711 dan pengujian alat secara terintegrasi (keseluruhan sistem). Setelah semua rangkaian bekerja dengan secara normal, maka dilakukan pengujian secara keseluruhan agar didapatkan data dari keseluruhan alat.

8.1 Pengukuran dan Hasil Pengukuran

Timbangan merupakan alat yang berfungsi untuk mengetahui berat suatu benda. Timbangan berat badan yang digunakan oleh manusia. Pengukuran dilakukan menggunakan sensor Load Cell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi menjadi energi lainnya yang bisa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi listrik. Sensor yang dirancang untuk mendekteksi tekanan atau berat pada sistem timbangan digital dan dapat diaplikasikan pada timbangan yang berfungsi menimbang berat badan manusia,pengukuran yang dilakukan oleh Load Cell menggunakan prinsip tekannan. Sebuah beban, sensor Load Cell umumnya digunakan sebagai komponen utama pada sistem timbangan digital dan dapat diaplikasikan pada timbangan yang berfungsi menimbang berat badan manusia,pengukuran yang dilakukan oleh Load Cell menggunakan prinsip tekannan.

Pengukuran juga mempunyai tujuan untuk mengetahui kinerja dari alat berat badan yang telat dirancang apakah sesuai dengan spesifikasi dari sensor yang digunakan atau tidak, karna dalam pemogram alat berat badan tersebut sangatlah susah untuk menyesuaikan kalibrasi yang benar – benar akurat dan tepat.

(43)

4.2 Pengujian Pengukuran

Pengujian pengukuran ini untuk memastikan ke layakan alat ukur berat badan, dan ke tepattan dalam mengukur berat badan seseorang, yang dimana setiap alat ukur mempunyai ke kurangannya.

4.2.1 Pengujian Sensor Load Cell

Adapun pengujian pada sistem sensor load cell ini dengan cara membandingan antara timbangan konvensional dan timbagan modul yang telah di rancang, pengujian pun di lakukan dengan cara mengambil data beberapa berat badan orang.

Dapat dilihat pada tabel 4.2 di bawah ini :

Tabel 4.1 : Perbandingan Berat Badan Sensor Load Cell dan Timbangan Konvensional.

No. Nama Load Cell

( Kg )

Konvensional (Kg )

Akurat ( % )

1. Ebok 63 kg 61 kg 96 %

2. Nopri 67 kg 65 kg 97 %

3. Asep 52 kg 51 kg 98 %

4,. Tio 57 kg 54 kg 94 %

5. Riky 88 kg 86 kg 97 %

6. Samsul 56 kg 54 kg 96 %

7. Iqbal 60 kg 58 kg 96 %

8. Jhony 75 kg 73 kg 97 %

9. Rezky 72 kg 70 kg 97 %

10. Jeny 79 kg 77 kg 97 %

Hasil dari pengujian load cell dan timbangan konvensional dapat di lihat pada tabel 4.2 diatas yang dimana ketepatan dan akurasi dalam pengukuran berat badan load cell yaitu hampir rata – rata 98 – 99 % sedangkan ke error.nya load cell 2.0%–1.0 %.

(44)

Cara mencari presentase ke berhasilan alat ukur berat badan.

= = ke berhasilannya alat ukur = 97 %

Cara mencari ke erorran alat ukur berat badan.

Maka keerroranya alat ukur = 3.01%

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Berat Badan Sensor Load Cell dan Timbangan Konvensional.

4.3 Pengujian Sistem Perangkat Lunak Pengukuran Berat Badan

perangkat lunak atau program yang sudah dibuat pada mikrokontroller sebagai penunjang kerja dari sistem pengukuran berat badan otomatis dengan keluaran LCD.

Dalam sistem ini terdapat program yang sesuai dengan flowchart yang telah dibuat pada BAB III.

Program utama berisikan inisialisasi pin pada arduino sebagai input dan output, kemudian pembacaan sensor load cell dan LCD. Yang dimana masing - masing dari program tersebut harus di atur secara benar agar tampilan pada keluaran LCD akan benar dan tepat dengan hasil yang telah sensor berikan. Kemudian akan

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Ebok Nopri Asep Tio Riky Samsul Iqbal Jhony Rezky Jeny

Load Cell Konvensional Akurat

(45)

dikalibrasikan agar sesuai dengan yang diinginkan oleh pembuat di dalam program arduino lalu di keluarkan melalui LCD. Susunnan dari program haruslah benar – benar tepat karna susunnan program sangat berpengaruh pada hasil yang akan di tampilkan di LCD.

#include "HX711.h" //You must have this library in your arduino library folder

#include <LiquidCrystal.h>

#define DOUT A4

#define CLK A5

HX711 scale(DOUT, CLK);

#define BUZ 5

LiquidCrystal lcd(12, 11, 9, 10, 8, 7);

char myBuffer[16] = ""; // width of LCD const int tombol_merah = 2; // int0 const int tombol_hitam = 3; // int1 int batas;

void setup() {

// put your setup code here, to run once:

Serial.begin(9600);

attachInterrupt(0, tambah, FALLING);

attachInterrupt(1, kurang, FALLING);

pinMode(tombol_merah, INPUT_PULLUP);

pinMode(tombol_hitam, INPUT_PULLUP);

pinMode(BUZ, OUTPUT);

scale.set_scale();

(46)

scale.tare(); //Reset the scale to 0

long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading scale.set_scale(100);

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Timbangan 100 kg");

delay(1000);

batas = 10000;

lcd.clear();

}

void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "L: %03d.%03d kg ", (int)batas/1000, (int)batas % 1000);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(myBuffer);

int cal = 0;

int berat = scale.get_units();

if (berat < 0 ) {

cal = - 1 * berat;

berat = berat + cal;

}

4.4 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem

Pengujian ini akan menggabungkan semua sistem dan berjalan secara otomatis dengan program yang telah dimasukkan ke Arduino Nano. Berikut tampak fisik keseluruhan sistem.

(47)

Gambar 4.2 Tampak Keseluruhan Sistem

(48)

4.5 Pengujian Alat Keseluruhan

#define DOUT A4

#define CLK A5

#define BUZ 5

void setup() {

Serial.begin(9600);

scale.set_scale();

lcd.begin(16, 2);

(49)

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

batas = 10000;

lcd.clear();

}

void loop() {

lcd.setCursor(0,0);

int cal = 0;

if (berat < 0 ) {

cal = - 1 * berat;

}

berat = berat * 5.2;

Serial.print("\t output = ");

Serial.print(berat);

Serial.println(" gram");

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "B: %03d.%03d kg ", (int)berat/1000, (int) berat % 1000);

lcd.setCursor(0,1);

delay(100);

(50)

if (berat > batas) {

digitalWrite (BUZ,HIGH);

delay(125);

digitalWrite (BUZ, LOW);

delay(250);

} }

void tambah (void) {

batas = batas + 100;

if (batas > 100000) batas = 1000;

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer),"L: %03d.%03d kg ", (int)batas/1000, (int)batas % 1000);

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

}

void kurang (void) {

batas = batas - 100;

if (batas < 1000) batas = 100000;

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

}

(51)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Untuk ke simpulan alat pengukur berat badan secara otomatis ini dapat di simpulkan sebagai berikut :

1. Telah didapat hasil dalam perbandingan ke erroranya sensor load cell dan timbangan konvensional 1.03 – 1.05 %.

2. Hasil dari pengukuran berat badan serta hasil akan ditampilkan ke LCD.

3. Memberikan kemudahan kepada pengguna alat ukur, dan membantu orang – orang yang ke kurangan fisik agar bisa mengetahui berat badan serta katagori badan para pengguna.

4. Mikrokontroler ATMega 328 dapat memberikan kemampuan dalam melakukan proses pengolahan data pada Timbangan Digital.

5. Sensor Load Cell dapat bekerja dengan baik mengubah data pada gaya mekanik ke sinyal listrik pada tampilan LCD

6. Menggunakan Sensor Load Cell pada module HX711 pada rangkaian lebih sederhana berbasis Mikrokontroler ATMega 328

7. Alat ini bisa digunakan pada bidang industri,biologi,dan lain-lain

8. Prinsip kerja dari alat adalah meskipun 5x ditimbang hasilnya tetap sama, walaupun ditimbang berulang – ulang kali dengan berat yang sama.

9.2 Saran

Dengan ini penulis tugas akhir yang berjudul Penggunaan Load Cell 250 Kg Sebagai Sensor Berat untuk Timbangan Berat Badan Berbasis Mikrokontroller Atmega 328 saran apabila dalam pengkalibrasian, perancangan rangkaian dan perhitungan harus benar – benar tepat karna didalam pengkalibrasian, rangkaian dan perhitungan akan mengakibatkan kesalahan fatal untuk pembuatan alat ukur berat badan ini. Adapun saran untuk kedepannya apabila ingin memaksimalkan hasil dari alat ukur berat badan ini sebagai berikut :

1.

Alat pengukur berat badan ini masih memerlukan beban awal sebesar 1 Kg.

Maka Ketika mencari atau mengkalibrasikan sensor Load Cell harus benar – benar tepat dalam memilih angka yang dikeluarkan oleh load cell dalam

(52)

keadaan tanpa beban dan berbeban. Penempattan sensor load cell harus benar agar menghasilkan nilai yang sesuai, dan mencari keerroranya.

2.

Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini digunakan pada tempat yang baik, sehingga penggunaannya lebih efektif.

3.

Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

4.

Alat yang telah dibuat sebaiknya pada ruangan yang terang, tidak disarankan pada ruangan yang gelap, agar lebih jelas.

(53)

DAFTAR PUSTAKA

Ryan.2012.Komponen Dasar Elektronika.Jakarta

Mohamad.Ishaq,D.2017.Fisika Dasar.Jilid 2.Yogyakarta.Graha ilmu.

Trikueni Dermanto.2014.Desain Sistem Kontrol.Tugas Akhir.Vol 4.Hal 21 http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.co.id/2013/04/pengenalan atmega8535.html

http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@file_skripsi/files470746463096.pdf http://www.leselektronika.com/2012/06/liguid-crystal-display-lcd-16-x-2.html http://www.kitomaindonesia.com/article/23/load-cell-dan-timbangan

http://www.timbangandigitalmurah.com/definisi-dan-manfaat-daripada timbangan-digital/

http://www.timbanganindonesia.com/news_and_event/detail/233/timbangan digital.html

(54)

LAMPIRAN 1. Gambar Alat

2. Program dari seluruh sistem

#define DOUT A4

#define CLK A5

#define BUZ 5

void setup() {

(55)

Serial.begin(9600);

scale.set_scale();

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

batas = 10000;

lcd.clear();

}

void loop() {

lcd.setCursor(0,0);

int cal = 0;

if (berat < 0 ) {

cal = - 1 * berat;

}

berat = berat * 5.2;

Serial.print("\t output = ");

Serial.print(berat);

Serial.println(" gram");

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "B: %03d.%03d kg ", (int)berat/1000, (int) berat % 1000);

lcd.setCursor(0,1);

delay(100);

if (berat > batas) {

(56)

digitalWrite (BUZ,HIGH);

delay(125);

digitalWrite (BUZ, LOW);

delay(250);

} }

void tambah (void) {

batas = batas + 100;

if (batas > 100000) batas = 1000;

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

}

void kurang (void) {

batas = batas - 100;

if (batas < 1000) batas = 100000;

lcd.setCursor(0,0);

delay(1000);

}